Raitaisten rautamuodostumien syntyhistoria ja taloudellinen hyödynnettävyys

Abstract

Tässä työssä tarkastellaan raudan fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia, sen esiintymistä luonnossa ja taloudellista merkitystä teollisuuden raaka-aineena sekä syvennytään raitaisiin rautamuodostumiin (Banded Iron Formations, BIF). Työ alkaa yleiskatsauksella raudan roolista ja merkityksestä mineraalivarana, jonka jälkeen käsitellään raudan fysikaaliset ominaisuudet, esiintymisen erilaisissa tärkeissä yhdisteissä ja taloudellinen arvo erityisesti terästeollisuudessa. Malmien luokittelu on myös tärkeässä osassa, jossa malmienluokitteluperusteet käsitellään niiden syntyprosessien ja mineraalikoostumuksen näkökulmista. Tämän jälkeen työssä tarkastellaan raitaisten rautamuodostumien syntyteorioita ja keskeisiä tapahtumia maapallon historiassa, jotka vaikuttivat niiden muodostumiseen ja kerrostumiseen. Työn pääpaino on raitaisissa rautamuodostumissa, jotka ovat merkittäviä raudan lähteitä globaalisti. Näiden muodostumien syntyä käsitellään keskeisten hypoteesien, kuten lumipallomaateorian ja suuren hapettumistapahtuman kautta, jotka selittävät raudan kerrostumisen prosesseja ja niiden vaikutuksia maapallon varhaiseen ilmastoon ja ekosysteemeihin. Lisäksi työssä analysoidaan raitaisten rautamuodostumien rakennetta, kemiallista koostumusta ja kerrostumisympäristöjä (Algoma-, Superior- ja Rapitan-tyypit) sekä niiden taloudellista merkitystä. Lopuksi työssä keskitytään Australian Pilbaran kratonin geologisiin rakenteisiin ja merkittäviin rautamuodostumiin, kuten Hamersleyn alueeseen ja Brockmanin rautamuodostumaan sekä niiden tärkeimpiin rautamalmikaivoksiin Mount Whalebackiin ja Tom Priceen. Lake Superiorin alueelta perehdytään joihinkin historiallisesti ja taloudellisesti merkittäviin muodostumiin Yhdysvaltojen Minnesotan alueella, joista Mesabi, Vermilion, Gunflint ja Guyuna ovat vaikuttaneet ratkaisevasti Pohjois-Amerikan kaivosteollisuuden kehitykseen. Työn tarkoituksena on tarjota kattava kuva rautamuodostumien synnystä, rakenteesta ja merkityksestä sekä tuoda esille raudan ja raitaisten rautamuodostumien roolit kaivosteollisuudessa. Lisäksi työn tarkoituksena on osoittaa, että rautamuodostumat eivät ole pelkästään teollisesti arvokkaita, vaan niiden tutkimus syventää myös ymmärrystämme maapallon geologisesta ja ilmastollisesta historiasta.